2001-2010年十年化学赛题重组卷答案14(元素化学)

12001-2010年十年化学赛题重组卷14元素化学【初赛要求】1、离子方程式的正确书写。2、卤素、氧、硫、氮、磷、碳、硅、锡、铅、硼、铝。碱土金属、碱金属、稀有气体。钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、银、金、锌、汞、钼、钨。过渡元素氧化态。氧化物和氢氧化物的酸碱性和两性。常见难溶盐。氢化物的基本分类和主要性质。常见无机酸碱的形态和基本性质。水溶液中的常见离子的颜色、化学性质、定性检出（不使用特殊试剂）和分离。制备单质的一般方法。【决赛要求】元素化学描述性知识达到国际竞赛大纲三级水平。2009年第3题(5分)用化学反应方程式表示：3-1用浓氨水检查氯气管道的漏气；(1)2NH3+3Cl2=N2+6HCl(2)NH3+HCl=NH4Cl(白烟)每个反应式各1分，不配平不给分(2分)合并成一个反应也得分。得到N2得1分，得到NH4Cl得1分。3-2在酸性介质中用锌粒还原-272OCr离子时，溶液颜色经绿色变成天蓝色，放置后溶液又变为绿色。(1)3Zn+Cr2O72-+14H+=3Zn2++2Cr3+(绿)+7H2O(2)Zn+2Cr3+=Zn2++2Cr2+(天蓝)(3)4Cr2++O2+4H+=4Cr3+(绿)+2H2O或2Cr2++2H+=2Cr3+(绿)+H2每个反应式各1分，不配平不给分(3分)2000年第7题（5分）最近，我国某高校一研究小组将0.383gAgCl，0.160gSe和0.21gNaOH装入充满蒸馏水的反应釜中加热到115℃，10小时后冷至室温，用水洗净可溶物后，得到难溶于水的金属色晶体A。在显微镜下观察，发现A的单晶竟是六角微型管（如右图所示），有望开发为特殊材料。现代物理方法证实A由银和硒两种元素组成，Se的质量几近原料的2/3；A的理论产量约0.39g。1．写出合成A的化学方程式，标明A是什么。（3分）4AgCl＋3Se＋6NaOH＝2Ag2Se＋Na2SeO3＋4NaCl＋3H2O(2分)A是Ag2Se（1分）2．溶于水的物质有哪些？NaCl、NaOH、Na2SeO3、Na2S（2分，Na2Se独得1分）注：Na2Se是由于原料中过量的Se歧化产生的。2002年第6题（8分）化合物A俗称“吊白块”，年产量上万吨，主要用于染色工艺，具还原性和漂白性，对热不稳定，有毒。近年报道，我国一些不法商人违章地将A添加到米、面、腐竹、食糖等食品中增白，导致多起严重食物中毒事件，如某地曾发生五所学校400余名学生食用含A食品一次性中毒事件。已知：●固体A·2H2O的摩尔质量为154g/mol；●A的晶体结构及其水溶液的电导证实A是钠盐，每摩尔A含1摩尔钠离子。●A在水中的溶解度极大，20℃饱和溶液A的质量分数达45%。●A的制备方法之一是，在NaOH溶液中分甲醛与Na2S2O4（连二亚硫酸钠）反应（摩尔比1︰1），反应产物为A和亚硫酸钠。●A在化学上属于亚磺酸的衍生物，亚磺酸的通式为RSO2H，R为有机基团。1．画出A的阴离子的结构（简）式。MA＝32＋3×16＋3×1＋12＋23＝118118＋36＝154HOCH2SO-O（或[HOCH2SO2]－或HOCH2SO-O或OSOCHHOH-等）（3分）2．写出上述制备A的“分子方程式”。Na2S2O4＋CH2O＋NaOH＝HOCH2SO2－Na＋＋Na2SO3（3分）（或Na2S2O4＋CH2O＋NaOH＝HOCH2SO2Na＋Na2SO3或Na2S2O4＋CH2O＋NaOH＝NaSO2CH2OH＋Na2SO3）注：写不写结晶水都可以DsRgCnUutUuqUupUuhUusUuo1.008ZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtAc-LrHLiBeBCNOFNaMgAlSiPClSKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrRbCsFrSrBaRaYLaLu-6.9419.01222.9924.3139.1040.0885.4787.62132.9137.3[223][226]44.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6[210][210][210]126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3[222]HeNeArKrXeRn元素周期表RfDbSgBhHsMtLaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr23．给出A的化学名称。“羟甲亚磺酸钠”（或“羟甲基亚磺酸钠”）（2分）北京2007年第五题（共10分）Si3N4是一种新型陶瓷。请写出下列制备方法的反应方程式（1）SiH4和NH3反应：3SiH4+4NH3=Si3N4+12H23SiO2+2N2+6C=Si3N4+6CO（若产物为CO2要扣一定分。另，只写一种制备方法也不扣分。）（2）Si3N4分别和浓H2SO4、KOH（熔融）的反应方程式（都不是氧化还原反应）：Si3N4+2H2SO4+9H2O=3H2SiO3+2(NH4)2SO4（产物为H4SiO4、SiO2均可）Si3N4+6KOH+3H2O=3K2SiO3+4NH3（3）按lewis酸碱理论，给出电子对的物质是碱；接受电子对的物质是酸，请写出Ca3N2（碱）和Si3N4（酸）间的反应方程式：Ca3N2+Si3N4=3CaSiN2（产物为Ca5(SiN3)2也可，需配平）2009年第2题(6分)下列各实验中需用浓HCl而不能用稀HCl溶液，写出反应方程式并阐明理由。2-1配制SnCl2溶液时，将SnCl2(s)溶于浓HCl后再加水冲稀。SnCl2+2HCl=SnCl42-+2H+不配平不给分(1分)浓HCl的作用是形成SnCl42-，可防止Sn(OH)Cl的形成，抑制SnCl2水解。(1分)写配平的水解方程式，加浓盐酸平衡向左移动，抑制水解也得分2分2-2加热MnO2的浓HCl溶液制取氯气。MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2+2H2O不配平不给分(1分)加浓HCl利于升高MnO2的氧化电位，降低Cl-的还原电位，使反应正向进行。表述为提高MnO2氧化性，同时提高HCl还原性，也可以。二个理由各0.5分(1分)2-3需用浓HCl溶液配制王水才能溶解金。Au+HNO3+4HCl=HAuCl4+NO+2H2O(1分)加浓HCl利于形成AuCl4-，降低Au的还原电位，提高硝酸的氧化电位，使反应正向进行。表述为提高Au的还原性，提高硝酸的氧化性，有利于反应向右进行，也得满分。二个理由各0.5分(1分)北京2007年第四题（共9分）S和Na2SO3溶液反应生成Na2S2O3。另一种制备Na2S2O3的方法是：持续通SO2入Na2S和Na2SO3的混合液，不久有黄色沉淀生成，沉淀量逐渐增多，溶液pH相应下降，反应方程式：2SO2+2HS－=3S+SO32－+H2O*（2分）（*在pH7时生成S，所以不宜写成H2SO3+2H2S=3S+H2O，若写成此式建议扣0.5分。），而后沉淀量减少并消失成无色溶液得Na2S2O3，此时溶液pH~7。反应方程式：S+Na2SO3=Na2S2O3**（2分）（**问题是制备Na2S2O3，若写成SO32－+S=S2O32－不扣分。）。继续通入SO2，又有黄色沉淀生成，反应方程式为：S2O32－+2H＋=S+H2SO3（2分）。原混合物中Na2S和Na2SO3的物质的量比为1：2（1.5分），生成Na2S2O3最有利。若用Na2S和Na2CO3混合液为原料，通入SO2制备Na2S2O3，方法和现象同上，原料液中Na2S和Na2CO3最佳物质的量比为1：2（1.5分）。2005年备用第5题（10分）氯化钯是一种重要的催化剂，在石油化工和汽车尾气转化中应用广泛，从工业废料中提取钯通常得到的物料是二氯二氨合钯，然后再用复杂的工艺得到氯化钯，并且环境污染严重，转化率低。2005年有人报道制取的新工艺，过程较简单，无污染，直收率99%，产品纯度＞99.95%。1．在二氯二氨合钯中加入一定量的水和盐酸，加热至100℃得澄清溶液A。写出该反应的化学方程式：Pd(NH3)2Cl2＋2HCl＝(NH4)2[PdCl4]（2分）2．于上述A的热溶液中加入一定量的氯酸钠溶液，继续加热溶液有气体逸出，得溶液B，写出该反应的化学方程式，此时钯以何形式存在？6ClO3－＋10NH4＋＝3Cl2＋5N2＋18H2O＋4H＋（2分）钯以H2PdCl4形式存在（1分）3．在溶液B中加入10%NaOH溶液调节pH＝10，保持溶液温度在100℃左右得沉淀C。如溶液PH＞10，上清液中钯含量升高。分别写出溶液B中生成沉淀C及上清液中钯量又升高的化学反应方程式。H2PdCl4＋4NaOH＝Pd(OH)2↓＋4NaCl＋2H2O（2分）过量NaOH与部分Pd(OH)2发生反应：Pd(OH)2＋2NaOH＝Na2[Pd(OH)4]（2分）4．在C中加入浓盐酸加热至100℃浓缩直至蒸干，再在120℃下烘5小时。写出发生的化学反应方程式。Pd(OH)2＋2HCl＝PtCl2＋2H2O（1分）32001年第6题（8分）Mn2＋离子是KMnO4溶液氧化H2C2O4的催化剂。有人提出该反应的历程为：Mn（Ⅶ）IIMnMn（Ⅵ）IIMnMn（Ⅳ）IIMnMn（Ⅲ）242OCMn(C2O4)n3－2nMn2＋＋CO2请设计2个实验方案来验证这个历程是可信的（无须给出实验装置，无须指出选用的具体试剂，只需给出设计思想）。1．对比实验：其一的草酸溶液中加Mn2+离子，另一不加。在滴加KMnO4溶液时，加Mn2+者反应速率快。（4分）2．寻找一种试剂能与Mn(VI)、Mn(IV)或Mn(III)生成配合物或难溶物；加入这种试剂，反应速率变慢。（4分）（注：表述形式不限。其他设计思想也可以，只要有道理都可得分。）2010年第6题（8分）在我国青海、西藏等地有许多干涸盐湖盛产一种钠盐Q。Q为一种易溶于水的白色固体。Q的水溶液用硫酸酸化，得到弱酸X。X为无色小片状透明晶体。X和甲醇在浓硫酸存在下生成易挥发的E。E在空气中点燃呈现绿色火焰。E和NaH反应得到易溶于水的白色固态化合物Z（分子量37.83）。6-1写出由Q得到X的离子方程式。6-2写出X在水中的电离方程式。B(OH)3+H2O＝B(OH)4+H+(1分)6-3写出X和甲醇在浓硫酸存在下生成E的化学方程式。6-4写出E燃烧反应的化学方程式。6-5写出由E和NaH制备Z的化学反应方程式。6-6Z在水溶液里的稳定性与溶液pH有关，pH越大越稳定。为什么？6-7近年来，用Z和过氧化氢构建一种新型碱性电池已成为热门的研究课题。该电池放电时，每摩尔Z释放8摩尔电子，标准电动势大于2V。写出这种电池放电反应的离子方程式。BH4+4H2O2＝B(OH)4+4H2O(2分)2010年北京第6题（13分）铜有如下的标准电极电势(Eθ/V)图：CuCu+Cu；Cu(NH3)42+Cu(NH3)2+Cu0.153V0.521V0.007V0.121V且Cu(NH3)42+的累积稳定常数为2.1×1013。则：（1）Cu(NH3)2+的累积稳定常数(填、或=)2.1×1013；（1分）（2）无色的[Cu(NH3)2]2SO4、NH3混合溶液常用于气体中的氧含量分析。a）写出混合液与氧气发生反应的离子方程式；指出混合液怕酸的原因是(用离子方程式表示)4Cu